O uso do DNA barcoding em peixes

A identificação de espécies por meio da análise molecular tem sido utilizada por muitos anos. Inicialmente foram utilizadas as diferenças em izoenzimas (Avise, 1975), seguido da análise do DNAmt (Avise, 1994). Bartlett e Davidson (1991) foram os primeiros a usar o sequenciamento de DNA mitocondrial para identificação de peixes, mostrando que as sequências do Citocromo b poderiam discriminar quatro espécies de atum (Thunnus spp.). Posteriormente, eles propuseram a importância de sequências nucleotídicas como um meio de identificação para as espécies de peixes (Bartlett e Davidson, 1992). O sequenciamento de DNA para identificação de espécies, no entanto, é uma tarefa difícil, pois é necessário algum conhecimento prévio das espécies para se selecionarem os primers adequados para uma região gênica que caracteriza um táxon particular.

O uso do DNA barcoding difere do sequenciamento de uma região gênica arbitrária, por apresentar a proposta de uma única região gênica sendo usada como base de um sistema global de bioidentificação para os animais (Hebert et al., 2003). O gene mitocondrial Citocromo c oxidase 1 (COI) foi escolhido como o gene padrão para o DNA barcoding pois mostra uma sequência de aminoácido conservada que facilita o desenho de primers universais aplicáveis em um amplo grupo de animais (Hebert et al., 2003; 2004; Ward et al., 2005; Hajibabaei et al., 2006), e ficou estabelecido que o final 5’ deste gene mitocondrial é um alvo particularmente promissor para a identificação das espécies. O COI codifica parte da enzima

terminal da cadeia respiratória de mitocôndrias e variações específicas para esse gene são baixas quando comparadas entre indivíduos de uma mesma espécie. Por consequência, as espécies são definidas por uma sequência particular ou por um conjunto de sequências muito similares quando analisadas por meio dessa região gênica.

A eficácia do DNA barcoding para a identificação de espécies já foi validada para muitos grupos de animais (Waugh, 2007), de invertebrados a vertebrados (Hogg e Hebert, 2004; Hebert et al., 2004a,b; Hajibabaei et al., 2006a; Lefebure et al., 2006; Yoo et al., 2006; Elias et al., 2007; Costa et al., 2007; Clare et al., 2007). O uso dessa região gênica também ocorre para validar a identidade de linhagens de célula animal (Lorenz et al., 2005; Cooper et al. 2007) e é um passo recomendado para caracterização de materiais de repositórios de

biodiversidade (Hanner e Gregory, 2007). Curiosamente, a mesma região gênica do COI tem se mostrado também eficaz para a identificação das espécies de algas vermelhas (Saunders, 2005), de protistas unicelulares (Chantangsi et al., 2007) e alguns fungos (Seifert et al., 2007). Seu poder de discriminar espécies estreitamente relacionadas é largamente atribuível à abundância de mudanças sinônimas em seus nucleotídeos (Ward e Holmes, 2007).

No entanto, há muita controvérsia em relação ao uso do DNA barcoding. Essa controvérsia está relacionada à utilização de um gene mitocondrial para identificação de espécies, à sua capacidade de discriminar espécies recentemente irradiadas e espécies com extensa diferenciação espacial e à sua capacidade de descobrir novas espécies (Moritz e Cícero, 2004; Hickerson et al., 2006; Rubinoff et al., 2006). Há certamente problemas com alguns grupos específicos. Por exemplo, o COI evolui muito lentamente em determinados grupos de cnidários bentônicos (França e Hoover, 2002; Shearer et al., 2002) e, portanto, não possui resolução em nível de espécie para esse grupo (Hebert et al., 2003). Outra controvérsia relaciona-se com a escolha da região alvo (Erpenbeck et al., 2006), enquanto também têm sido sugerido o sequenciamento de uma parcela maior do gene COI (Roe e Sperling, 2007).

No entanto, a escolha de um marcador diferente causaria dificuldade de justificar essa sequência nova como barcoding (Neigel et al., 2007). Méier et al. (2006) observaram que as sequências de COI geraram apenas 70% de sucesso na identificação em nível de espécie em Díptera, usando sequências do GenBank. Porém, muitos registros nesse banco de dados são conhecidos como espécimes mal-identificados (Harris, 2003, Mitchell, 2008) e/ou com falta de referência para os espécimes utilizados (Ruedas et al., 2000; Pleijel et al., 2008). Novos testes, no entanto, têm mostrado recentemente que o COI proporciona uma resolução em nível de espécie em vários grupos de dípteros (Smith et al., 2006; Cywinska et al., 2006; Kumar et al., 2007; Carew et al., 2007; Ekrem et al. 2007).

A necessidade de uma ferramenta abrangente e confiável de identificação de espécies combinada com o sucesso precoce do DNA barcoding em peixes (Savolainen, 2005; Ward et al., 2005) provocou a formação do Fish Barcode of Life Campaign (FISH-BOL)

(http://www.fishbol.org). Esta campanha tem como principal objetivo reunir registros de DNA barcoding para peixes de todo o mundo, cerca de 30 000 espécies. Dada a estimativa de US$ 200 bilhões para o valor anual da pesca mundial, o FISH-BOL está abordando questões sociais relevantes no que diz respeito ao mercado de pesca comercial, no âmbito da gestão das quotas e de substituição dos pescados. Além disso, o banco de dados está ajudando a conciliação de divergências em questões científicas, do mercado e nos nomes comuns entre as diferentes nações. Para ictiólogos, o FISH-BOL promete ser uma ferramenta poderosa para ampliar a compreensão da história natural e de interações ecológicas das espécies de peixes. Embora a saturação mutacional limite o valor das sequências do DNA barcoding para a resolução das relações em nível filogenético, os dados de DNA barcoding estão atualmente sendo incorporados em diversos projetos "Tree of Life". Na verdade, o uso do DNA barcoding é complementar aos estudos filogenéticos, pois lança luz sobre linhagens

dados gerados a partir de FISH-BOL contribuirão para uma síntese da história evolutiva do grupo mais diversificado de vertebrados na terra.

Com isso, devido à problemática na identificação das espécies do gênero Characidium apresentadas anteriormente, o uso de DNA barcoding é importante, pois pode auxiliar no processo de descrição de novas espécies, na separação de espécies pouco conhecidas, na sua correta identificação e, principalmente, no processo de validar a presença de um grupo de espécies relacionadas à espécie Characidium lauroi.